專利名稱：能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于液壓振動技術。
在現有技術領域內，廣泛應用于各種振動機械中的強制配流式液壓振動裝置，它具有改變振動頻率方便，結構簡單，如圖1所示，由一只零開口的三位四通換向閥帶動油缸組成。當三位四通換向閥的閥芯在零位附近作往復運動時，油缸的活塞就會隨之作往復運動而產生振動，當改變三位四通換向閥閥芯的往復頻率，油缸活塞的往復頻率也會隨之改變，油缸活塞的往復頻率與三位四通換向閥的閥芯的往復頻率相同。但這種振動裝置存在一個很大的問題，就是由于油缸活塞自重三位四通換向閥流量不對稱性、加工和裝配上的誤差以及外界干擾等原因，油缸活塞在振動過程中會逐漸偏向油缸的一端，最后會發(fā)生油缸活塞撞擊缸蓋的現象，使振動無法進行下去。油缸活塞的位移曲線如圖2所示，隨著時間t的增加，油缸活塞的位移s逐漸偏離中位線(用虛線表示)。因此這種強制配流式液壓振動裝置是很難實際使用。
為了能克服上述存在的問題，現研制成一種能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置，特提出本發(fā)明。
本發(fā)明采用的方法是，檢測出油缸活塞的偏移信號并反饋到三位四通換向閥中，由于閥套與閥體之間是能相對運動的，使之三位四通換向閥的閥芯和閥套之間形成的閥口產生偏移，形成在活塞上下運動的一個周期中，向下和向上運動時分別通過三位四通換向閥A口和B口的總流量不同，自動消除活塞的偏移。


圖1、強制配流式液壓振動裝置原理圖。
圖2、強制配流式液壓振動裝置活塞位移曲線。
圖3、活塞無偏移振動時，液壓低通濾波器的輸入輸出壓力曲線。
圖4、活塞發(fā)生偏移振動時，液壓低通濾波器的輸入輸出壓力曲線。
圖5、液壓低通濾波器原理圖。
圖6、能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置結構圖。
圖7、裝有二位四通液控換向閥的能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置結構圖。
結合附圖對本發(fā)明的結構進一步的描述本發(fā)明它包括與曲柄連桿機構連接的三位四通換向閥的閥芯〔11〕，閥套〔12〕，開有A、B、P、O油口的閥體〔10〕如圖6所示，油缸上腔與A口連通下腔與B口連通的缸體〔2〕，活塞〔3〕，閥套〔12〕與閥體〔10〕之間能作相對的運動;閥體〔10〕還開有與油源〔17〕連通的孔〔13〕，與液壓低通濾波器〔8〕輸出端連通的孔〔9〕;活塞〔3〕的偏移檢測器，它包括由活塞〔3〕中部開有的槽〔5〕，缸體〔2〕上分別開有與油源〔17〕連通的孔〔4〕，與液壓低通濾波器〔8〕輸入端連通的孔〔6〕和與油箱連通的孔〔7〕，液壓低通濾波器〔8〕組成。當活塞〔3〕無偏移作正常振動時，液壓低通濾波器〔8〕的輸入壓力(即孔〔6〕處)的壓力曲線如圖3實線所示。在活塞一個運動周期中，液壓低通濾波器〔8〕的輸入壓力中與高壓Ps接通與回油壓力P0(P0≈0)接通的時間相等，即t1＝t2，通過液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc曲線如圖3虛線所示，Pc≈ 1/2 Ps。當活塞〔3〕由于自重等原因，振動中發(fā)生向下偏移時，液壓低通濾波器〔8〕的輸入壓力(即孔〔6〕處)的壓力曲線如圖4實線所示。接高壓Ps的時間t1大于接低壓P0的時間t2，這時液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc如圖4虛線所示，Pc＞ 1/2 Ps，反之當活塞〔3〕在振動過程中發(fā)生向上偏移時，液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc＜ 1/2 Ps。也就是說根據液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc是大于、小于還是等于 1/2 Ps和大小可以判斷出活塞〔3〕是向下、向上還是無偏移及偏移量的大小。三位四通換向閥和一般的不同，閥套〔12〕和閥體〔10〕是可以相對運動的，并受液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc控制，閥套〔12〕上端通過閥體〔10〕上的孔〔9〕受液壓低通濾波器〔8〕輸出壓力Pc控制的受壓面積為A1，閥套〔12〕下端通過閥體〔10〕上的孔〔13〕與油源相連的受壓面積為A2，一般A1≈2A2。當活塞〔3〕無偏移振動時，閥套〔12〕上、下受的油壓力分別為Pc·A1和Ps·A2，由于這時Pc＝ 1/2 Ps，所以上、下受力相等，閥套〔12〕處于中位，當活塞〔3〕在振動的過程中逐漸向下偏移，液壓低通濾波器〔8〕的輸出壓力Pc＞ 1/2 Ps，這時閥套〔12〕上、下受的油壓力不等即Pc·A1＞Ps·A2，使閥套〔14〕向下運動，使之在活塞〔3〕一個振動周期中，通過閥口B的總流量大于通過閥口A的總流量，使活塞〔3〕在振動過程中逐漸向上運動，消除活塞偏移。反之當活塞〔3〕在振動的過程中逐漸向上偏移，這時Pc＜ 1/2 Ps，Pc·A1＜Ps·A2，使閥套向上運動，這樣在活塞〔3〕的一個振動周期中，通過閥口A的總流量大于通過閥口B的總流量，使活塞〔3〕在振動過程中逐漸向下運動，消除活塞偏移。
為了消除壓力脈動，在油源〔17〕的出口處裝有蓄能器〔16〕。
用電動機或油馬達帶動曲柄〔17〕旋轉，通過連桿〔16〕帶動閥芯〔13〕作上下運動，改變電動機或油馬達的轉速，就可改變活塞〔3〕的振動頻率。
被振動的物體〔1〕可以和缸體〔2〕相固定，也可根據需要用活塞桿和活塞〔3〕固定。
液壓低通濾波器〔8〕由阻尼孔和液容組成，如圖5所示，改變阻尼孔的液阻和液容的大小可以得到活塞〔3〕的最佳糾偏的過渡過程。其中阻尼孔可直接用缸體〔2〕上的孔〔6〕或孔〔7〕、孔〔4〕縮小它們的直徑形成阻尼孔。液容除可以直接用連接管道的液容外還可以用蓄能器代替。
本發(fā)明的另一實施例是可以用閥芯〔11〕、閥套〔12〕和閥體〔10〕組成的三位四通換向閥作為先導級控制一只二位四通液控換向閥〔18〕，如圖7所示，再通過二位四通液控換向閥〔18〕控制活塞〔3〕的振動，這時，油缸上腔與二位四通液控換向閥〔18〕的A′口連通，油缸下腔與二位四通液控換向閥〔18〕的B′口連通，閥體〔10〕A、B口分別與二位四通液控換向閥〔18〕的液控口C、D口連通。這種結構對大功率的液壓振動器尤為適用。
本發(fā)明的效果是由于采用強制配流式液壓振動的方式，它具有結構簡單，性能可靠，振動頻率改變方便等優(yōu)點;同時又采用隨時用壓力信號對振動中的活塞進行位置檢測，并反饋到控制閥中去的方法，克服了活塞在振動過程中發(fā)生偏移和撞擊缸蓋的現象;可廣泛用于液壓振動式打樁機，液壓振動篩等各種液壓振動機械。
權利要求
1.一種能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置，它包括與曲柄連桿機構連接的三位四通換向閥的閥芯[11]，閥套[12]，開有A、B、P、O油口的閥體[10]，油缸上腔與A口連通和油缸下腔與B口連通的缸體[2]，活塞[3]，本發(fā)明的特征是閥套[12]與閥體[10]之間能作相對的運動；閥體[10]還開有與油源[17]連通的孔[13]，與液壓低通濾波器[8]輸出端連通的孔[9]；活塞[3]的偏移檢測器，它包括由活塞[3]中部開有的槽[5]，缸體[2]上分別開有與油源[17]連通的孔[4]，與液壓低通濾波器[8]輸入端連通的孔[6]和與油箱連通的孔[7]和液壓低通濾波器[8]組成。
2.一種能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置，它包括與曲柄連桿機構連接的三位四通換向閥的閥芯〔11〕，閥套〔12〕，開有A、B、P、O油口的閥體〔10〕，油缸上腔與二位四通液控換向閥〔18〕的A′口連通和油缸下腔與二位四通液控換向閥〔18〕的B′口連通的缸體〔2〕、活塞〔3〕，本發(fā)明的特征是閥套〔12〕與閥體〔10〕之間能作相對的運動;閥體〔10〕還開有與油源〔17〕連通的孔〔13〕;與液壓低通濾波器〔8〕輸出端連通的孔〔9〕;活塞〔3〕的偏移檢測器，它包括由活塞〔3〕中部開有的槽〔5〕，缸體〔2〕上分別開有與油源〔17〕連通的孔〔4〕，與液壓低通濾波器〔8〕輸入端連通的孔〔6〕，與油箱連通的孔〔7〕和液壓低通濾波器〔8〕組成;閥體〔10〕A、B口分別與二位四通液控換向閥〔18〕的液控口C、D口連通。
全文摘要
能自動消除活塞偏移的液壓振動裝置，由于采用強制配流式液壓振動的方式，因此具有結構簡單，性能可靠，振動頻率改變方便等優(yōu)點，同時又采用隨時用壓力信號對振動著的活塞進行位置檢測，并反饋到控制閥中去的方法，克服了活塞在振動過程中發(fā)生偏移和撞擊缸蓋的現象，可廣泛用于液壓振動式打樁機，液壓振動篩等各種液壓振動機械。
文檔編號B07B1/28GK1040159SQ8810606
公開日1990年3月7日 申請日期1988年8月10日 優(yōu)先權日1988年8月10日
發(fā)明者丁凡, 林建亞 申請人:浙江大學